HVS-005-H3C_IP智能视频监控解决方案之网络规划(V2[1].0)new.ppt

HVS 005H3CIP智能视频监控解决方案之网络规划 如果以组播组网 如何规划组播 如何保证视频监控系统的QoS 引入 视频监控对网络的要求组播技术基础视频监控系统承载网络设计网络排错 目录 典型组网 一 监控专网解决方案 视频监控业务需求分析 专业客户要求高清晰画质 监控业务作为网络中的最重要的业务 就需要建设视频监控专网 保证给客户提供一个专业的网络平台 确保实现客户的主要业务需求 大型监控系统监控网点多 规模大 覆盖范围广 通常覆盖一个区甚至整个城域范围 这就要求网络平台能够做到覆盖范围广 接入形式多样 要求大量减少对承载网络中的带宽浪费及编码器 转发服务器的性能压力 尽可能多的提供并发视频流 降低网络成本 网络组播技术可以很好的满足视频监控业务模型需求 可以高质量的为客户提供传输解决方案 要求承载网络能支持有权限的人在网内任何一点实时观看任何一个监控点 能支持多人同时观看某一监控点或多个监控点 要求有一个强大的随处可达的网络平台 要求IP视频切换和摄像机控制延时低 小于300ms 500 s 要求网络的转发高性能以及低延时 视频数据的集中或者分布式存储 要求网络能够满足部分节点的高流量冲击 在设计网络时需要考虑高带宽接入IPSAN 典型组网 二 非专网解决方案 非专网解决方案网络需求分析 客户原有网络资源可以利用 视频监控业务作为客户众多业务之一 图像质量要求一般 客户原有网络设备性能各异 对组播的支持能力一般 组网需求多样化 以组播组网可能需要客户进行网络改造 单播组网可能需要进行带宽扩容 现有网络的接入方式可能比较局限 规划时要选择合适的线路类型 既满足图像质量要求 又确保适应现有线路状况 现有网络覆盖有限 前端设备可能利用公网线路接入 需要考虑使用VPN技术确保连通性和网络安全 组播组网还需要考虑在VPN上能支持组播 现有网络和改造后的网络对单 组播的支持不一致 单组播网络环境需要通过媒体交换服务器实现单播网络内客户对组播网内监控资源的访问 视频监控对网络的要求组播技术基础视频监控系统承载网络设计网络排错 目录 组播技术原理 单 组播多点传送比较 单播 组播 提高效率 减少服务器和CPU负载优化性能 消除流量冗余降低带宽要求 使多点传输成为可能 组播技术原理 组播地址 组播地址范围224 0 0 0 239 255 255 255保留组播地址 用于协议 224 0 0 0 224 0 0 255224 0 1 0 224 0 1 255本地管理组地址239 0 0 0 239 255 255 255用户组播地址224 0 2 0 238 255 255 255组播MAC地址 以太网 01 00 5e xx xx xx IP地址到MAC地址的映射 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 IP组播地址后23位映射到MAC地址中 32位IP组播地址 48位MAC地址 以太网 FDDI 此5位地址不作映射 因此32个IP组播地址映射成一个MAC地址 组播技术原理 组播组件构成 PIMSM IGMPV2IGMPSnooping MSDP 三层交换机 路由器PIMSMPIMDMPIM SSMDVMRP 终端主机系统IGMPv1 v2 v3二层交换机IGMPSnooping 组播技术原理 组管理协议 IGMPv1 v2 v3IGMPv1 不支持退出报告消息 退出时延大IGMPv2 支持特定组查询 为主流版本IGMPv3 支持基于源 组的加入 配合PIMSSM使用一般网络中应使用IGMPv2 保证协议的兼容性 如果部署PIMSSM技术 则必须使用IGMPv3 目前支持IGMPv2协议的主机和网络设备占主流 组播技术原理 组播路由协议 DVMRP距离矢量的组播路由协议 工作原理类似RIP 能独立计算单播路由 实现简单 但扩展性较差PIMDM使用 推 Push 模型 先给你 可以不要 组播数据整网络的泛滥 Flood 下游不想接收的话则剪枝 Prune 泛滥 剪枝 泛滥 剪枝 周而复始 通常3分钟折腾一次 PIMSM使用 拉 Pull 模型 你要了 才给你 组播数据只发送到有需要的地方有显式的加入 Join 过程 视频监控应用中 适合采用PIMSM协议 组播技术原理 RPF 逆向路径转发 RPF ReversePathForwarding 组播包的转发不是基于IP包的目的地址的 而是用RPF检查决定是否转发和丢弃输入信息包RPF检查的过程如下 路由器检查到达组播包的源地址 如果信息包是在可返回源站点的接口上到达 则RPF检查成功 信息包被转发如果RPF检查失败 丢弃信息包对组播包源地址的检查是通过查询单播路由表来实现的 接收者 组播技术原理 RPF检查 源 接收者 接收者 组播数据包 错误接口到达的组播数据包 RPF检查失败 数据包从错误接口到达 192 18 0 32 PIM SM RFC2362 支持共享树和源树假设没有主机需要接收组播数据 除非它们明确地发出了请求使用 汇聚点 RP RendezvousPoint 发送者和接收者在RP处进行汇聚发送者的第一跳路由器把发送者注册到RP上 报个到 挂个号 接收者的DR 直连网络上的负责人 为接收者加入到共享树 树根在RP 适合于 大规模的企业网络是任何网络的优选方案 不管其规模和成员密集程度 这个RP很重要哦 组播分发树模型 源192 18 0 32 接收者 DR DR 接收者 接收者 源192 18 0 32 接收者 DR RP 接收者 接收者 组播数据流 RP 组播路由规划 RP的指定方式 静态指定必须在组播网络中的每个路由器手动配置 所有路由器必须使用相同RP 无法实现RP备份和切换 通过bootstrap协议自动选举BSR是标准的RP选举与维护机制 支持PIM SM设备都支持BSR机制 BSR是PIM SM网络里的管理核心 PIM SM网络 C RP C RP BSR PIMSM的部署原则 大型组播网络网络中设置RP 形成共享树结构 简化组播的路径管理 组播用户分布稀疏假设网络中 地广人稀 既要使所有组播用户收到数据 又不能制造多余流量 跨域组播与MSDP配合使用 可以实现跨域组播 RP部署原则 路由器要求高性能 高带宽连接网络位置处于网络中心位置 减少次要路由RP的冗余备份一台主RP 多台备份RP 防止单点故障 隧道方式用GRE L2TP等隧道技术 可以使组播数据穿越非组播网络 组播数据穿越单播网络 GRE Internet RTA RTB RP BSR规划 监控中心 一级监控中心 二级监控中心 一级监控中心 一级监控中心 二级监控中心 摄像头接入交换机 汇聚交换机 IPSAN BSR C RP C RP 二级监控中心交换机充当本地组播组的RP核心交换机作为BSR整网做组播三层转发 以IGMPV2和PIMSM协议实现组播功能 核心交换机 C RP 组播配置案例 一 核心交换机配置 做三层交换机用 在全局模式下使能igmpigmpenable在全局模式下使能组播路由和PIM协议multicastrouting enablepim在vlan三层接口和loopback接口下使能PIMSMinterfacevlan interface和interfaceloopback0pimsm在vlan三层接口 互联三层接口除外 和loopback接口下使能igmpinterfacevlan interface和interfaceloopback0igmpenable根据情况配置pim协议的RP和BSRaclnumberrulepermitsource Pimc bsrvlan interfacec rpvlan interfacegroup policy 组播配置案例 二 汇聚交换机配置 做三层交换机用 在全局模式下使能igmpigmpenable在全局模式下使能组播路由和PIM协议multicastrouting enablePim在vlan三层接口和loopback接口下使能PIMSMinterfacevlan interface和interfaceloopbackpimsm在vlan三层接口 互联三层接口除外 和loopback接口下使能igmpinterfacevlan interface和interfaceloopbackigmpenable根据情况配置pim协议的RP和BSRPimc bsrvlan interfacec rpvlan interfacegroup policy如果启用EPON 则在OLT端口下配置未知组播流不上CPUinterfaceOltundoigmp to cpuenable 组播配置案例 三 EC接入交换机配置 当二层交换机用 在连接EC的物理端口下配置端口隔离interfaceethernetportisolate如果启用EPON 则在OLT端口下配置未知组播流不上CPUinterfaceOltundoigmp to cpuenable DC接入交换机组播配置 当二层交换机用 组播配置案例 四 在全局下配置igmp snoopingenableigmp snoopingenable在vlan下启用igmp snoopingVlanigmp snoopingenable在全局下配置未知组播丢弃unknown multicastdropenable在全局下配置igmpfastleaveigmp snoopingfast leavevlan 视频监控对网络的要求组播技术基础视频监控系统承载网络设计网络排错 目录 iVSIP智能视频监控系统网络设计 网络设备选型设计接入方式设计IP地址规划路由协议规划QoS设计 网络设备选型设计 一 汇聚设备的选择选型原则 支持丰富的特性 支持丰富的线路类型 LAN EPON等 性能和稳定性较高特点 在中大型视频监控网络中为L3设备 一般为三层交换机 在以组播组网时 必须支持组播路由协议 PIMSM和IGMPv2在以组播组网时 汇聚设备的型号必须满足组播组数量的要求推荐 H3CS7500 S5600 S3610 S3600交换机 如果要求支持EPON 则必须是S7500系列 核心设备的选择选型原则 高稳定性 高性能 高背板带宽特点 在中大型视频监控网络中为L3设备 一般为三层交换机 端口支持GE或10GE以太网在以组播组网时 必须支持组播路由协议 PIMSM和IGMPv2在以组播组网时 核心设备的型号必须满足组播组数量的要求推荐 H3CS9500 S7500交换机 网络设备选型设计 二 接入设备的选择选型原则 支持端口隔离 多端口的情况下 支持传输的线路类型 能满足环境对设备的要求 尤其在室外的时候 可网管 特点 形态丰富 可以是L2 L3交换机 路由器 ONU设备 WLAN设备在以组播模式组网时 支持IGMPSnooping推荐 H3CS3610 S3600 S3100交换机 如果要求支持EPON 则必须是S3100系列 注意 接入设备不能是HUB 几点说明在小型视频监控网络中 层次不一定这么明显 很可能只有两个甚至一个层次的设备 在某个范围之内的核心层 在上一级网络中很可能只是汇聚层 接入设计 前端接入 一 LAN通用 廉价 随处可得距离 100米内带宽 10 100M接入方式 EC的电口以网线上联至接入交换机的电口SPF抗干扰 点对点 距离 80公里内带宽 100M接入方式 EC的光口以光缆上联至接入交换机的100M光口 接入设计 前端接入 二 ADSL适合偏远地区或者对图像质量要求不高的场合距离 500M带宽 目前一般的上行512K 下行1M 2M接入方式 EC的电口以网线上联至接前端的ADSL接入设备 如路由器 的电口 前端接入设备再外接ADSLmodem专线 MSTP SDH 适用于自建传输网的用户 比如电力公司 高速公路MSTP传输节点设备直接出以太网接口 SDH需加路由器转成以太网距离 取决于传输网带宽 n 2M接入方式 MSTP EC的电口以网线上联至接MSTP节点机的网口 SDH EC的电口以网线上联至路由器的电口 路由器的广域网口在与SDH光纤相连 接入设计 前端接入 三 EPON 无源光网络 安全 方便部署 单纤 成本优势 P2MP结构 距离 20KM内 带宽 2 23M 对ONU而言 接入方式 EC外插一个ONU子卡 ONU子卡以尾纤 法兰盘与分光器的分支光纤相连 或则ONU子卡直接与分光器的分支光纤相连 光器的主干光纤通过法兰盘与上行的光纤相连 WLAN 无线局域网 应用于不方便布线 且传输路径中无遮挡物的场合 带宽 54M 108M 支持SuperA 距离 AP 大多不超过五六百米 无线网桥 大多不超过二三十公里 接入方式 EC的电口以网线上联至无线网桥的电口 无线网桥再以无线的方式上联至对端的无线网桥 对端的无线网桥以电口连接至接入交换机 接入设计 其他设备接入 DC VC接入组播组网时 所有的DC接入 包括DC EC混和 的交换机必须选用支持组播的交换机 如S3600EI系列交换机组播组网时 VC的接入交换机必须支持PIM SM组播协议或者IGMP Snooping协议单播组网时 网络只需要考虑视频码流带宽要求即可IPSAN接入IPSAN通过千兆链路与网络相连以满足实时存储和点播对带宽的需求VM DM接入VM DM服务器对带宽的要求较低 可以在10 100M以太网口接入 IP地址规划 互联地址 互联地址概述互联地址是指两台网络设备相互连接的接口 或三层vlan接口 所需要的地址 互联地址规划技巧务必使用30位掩码的地址 核心设备 使用较小的一个地址 即 loopback地址较小的设备使用互联地址中较小的一个 互联地址通常要聚合后发布 在规划时要充分考虑使用连续的可聚合地址 IP地址规划 业务地址 业务地址概述业务地址是连接在网络设备上的各种服务器 主机 业务设备所使用的地址以及网关的地址 业务地址规划建议 所有的网关地址统一使用相同的末位数字 如 254都是表示网关 地址连续分配 方便路由聚合各网段预留地址充分 满足后续业务的扩展需求相同性质的网段采用相同的地址分配策略EC按所属行政归属划分不同的网段同一归属单位的DC和VC规划在同一个网段同一归属单位的VM DM IPSAN规划在同一个网段 IP地址规划 组播地址规划 在H3C的iVS视频监控系统中 只有EC需要实际配置组播地址 且只有在采用组播模式组网时才需要 其他设备不固定配置组播地址 一个EC通道一个组播地址 建议所有EC的组播地址的首段数字相同 例如都为228 组播地址和单播地址建立对应关系 比如把单播地址的后两段映射到组播地址的中间两段 例如 192 4 3 1 228 3 1 1把EC的通道和组播地址的末段数字对应起来 例如 EC1004 HC ip地址规划为192 4 5 23 其各通道组播地址可以规划为通道0 228 5 23 1通道1 228 5 23 2通道2 228 5 23 3通道3 228 5 23 4 路由协议规划 路由协议的选择 单播路由协议选择RIP 适合在小型的网络中使用OSPF 是使用最为广范的路由协议 大中型网络中 建议采用OSPF协议IS IS 在性能上与OSPF类似 但是在行业网络应用较少 主要在运营商网络中使用三层组播路由协议的选择一般选择使用PIMSM QoS设计 视频监控对IP网络技术要求 中华人民共和国通信行业标准 IP网络技术要求 网络性能参数与指标 进行多媒体传输 视讯业务 网络性能要求达到1级或1级以上 我 啊 三 是 对方听到的是 QoS设计 丢包对语音质量的影响 对于语音通信来说 丢包对语音质量的影响与语音编码的打包时长密切相关如果语音打包时长为20ms 那么丢失掉一个包就会丢掉20ms的语音信号 QoS设计 丢包对视频质量的影响 数据压缩导致的图像方块 丢包导致的图像方块 QoS设计 QoS规划基本原则 什么情况下需要使用QoS网络带宽紧张 或者在突发流量时带宽不足 网络中存在多种业务 并且这些不同的业务各自对带宽和时延的要求不同 即使带宽足够 为了防止网络中出现异常的突发流量 病毒攻击 的情况 也需要对关键业务做QoS保证 使用哪种QoS模型 IntServ模型 业务通过信令向网络申请特定的QoS服务 网络在流量参数描述的范围内 预留资源以承诺满足该请求 属于理论上可控制的 端到端的服务 但要求端到端所有设备支持RSVP协议 可扩展性差和协议报文开销较大 不建议使用 DiffServ模型 当网络出现拥塞时 根据业务的不同服务等级约定 有差别地进行流量控制和转发来解决拥塞问题 属于常用的简单有效的QoS模型 推荐使用 QoS设计 DiffServQoS模型 DiffServ域 在网络边缘对分组进行分类 流量控制 标识DSCP 在网络中根据分组的DSCP值 进行队列调度 报文丢弃等QoS策略 PHB PHB PHB PHB PHB PerHopBehavior 当网络出现拥塞时 根据业务的不同服务等级约定 有区别地进行流量控制和转发来解决拥塞问题 QoS保证是基于每个报文的转发行为 不需要额外的信令处理 是目前IP网络中主要的QoS技术 存在分类有限 对相同分类的业务量的资源共抢无能为力等本质不足 QoS设计 DiffServ实施策略 实施Diff Serv的主要技术包括流分类 流量监管 CAR 流量整形 GTS 拥塞管理 PQ CQ WFQ CBQ 和拥塞避免 WRED 流分类 依据一定的匹配规则识别出感兴趣的对象 流分类是有区别地实施服务的前提 流量监管 CAR 对进入路由器的特定流量的规格进行监管 当流量超出规格时 可以采取限制或惩罚措施 以保护网络资源不受损害 拥塞管理 PQ CQ WFQ CBQ 网络拥塞时必须采取的解决资源竞争的措施 通常是将报文放入队列中缓存 并采取某种调度算法安排报文的转发次序 在这几种队列调度技术中 CBQ兼顾了其余技术的优点 与现实中的业务模型十分相符 所以实施拥塞管理技术通常只使用CBQ 拥塞避免 WRED 过度的拥塞会对网络资源造成损害 拥塞避免监督网络资源的使用情况 当发现拥塞有加剧的趋势时采取主动丢弃报文的策略 通过调整流量来解除网络的过载 流量整形 GTS 一种主动调整流的输出速率的流控措施 通常是为了使流量适配下游路由器可供给的网络资源 避免不必要的报文丢弃和拥塞 QoS设计 实施QoS须知 基于业务的分析与报文标记QoS中的几乎所有控制手段都是基于对业务的分类 及不同业务流的标记 多种方法结合使用 综合治理预防策略 LR CAR GTS WRED调度策略 各种队列调度方案 QoS的局限性和副作用每一种策略都会消耗设备的系统资源 导致设备的总体性能下降 并非使用了QoS就可以高枕无忧 可能设备异常繁忙导致无法处理配置的各种策略 最有效的QoS手段是 增加带宽和提高设备的处理能力 视频监控对网络的要求组播技术基础视频监控系统承载网络设计网络排错 目录 网络排错 组播表项查看 displayigmpgroup看某接口下有多少组播组 这是按三层接口统计有多少组播组 displaympmgroup看某vlan接口的某端口下有多少组播组 这张表按端口统计有多少组播组 displaymulticastforwarding table真正指导组播数据转发的组播转发表 displaypimrouting tablepim协议的组播路由表 定位协议本身的问题 可以查看此路由表 displaymulticastrouting table多种协议生成的组播路由 并把最优的组播路由下刷到组播转发表中 通常情况下就一种组播路由 类似displayiprouteprotocolospf和displayiproute 网络排错 组播排错案例 组播流未到交换机组播路由会检查组播源的IP地址 RPF检查 要保证组播网络中所有交换机到组播源的单播路由都可达 disigmpgroup存在表项 但是dispimrou中没有 g 表项igmpgroup表项在收到igmp请求报文或者在接口设置igmphost join时就会生成 但是要在需接口启用pimsm协议 并且存在相应的pimrp时才会在pim路由表中生成 g 表项 可以通过dispimbsr和dispimrp命令查看bsr和rp情况 网络设计 组播排错案例 dismulfor有表项 但dismulrou没有表项 组播流不转发仍然是RPF 反向路径检查 的问题 这时displaymulticastforwording table有表项 displaymulticastrouting table没有表项 displaypimrouting table只有 g 表项 没有 s g 表项 这时只要将该交换机到组播源的路由打通就一切正常了 S3900启用igmp snooping后组播报文仍然在vlan内广播要在系统试图和vlan视图下都设置igmp snoopingenable 仅仅这样设置S3900仍然会将组播报文在vlan内广播 还要在系统试图下设